電工學(xué)第九章功率放大器

電工學(xué)第九章功率放大器第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一

9.1功率放大電路概述

功率放大電路通常是在大信號(hào)狀態(tài)下工作，是以輸出較大功率為目的的放大電路。為了獲得一定的不失真的輸出功率。它要求：輸出功率盡可能大；效率要高；非線性要?。豢紤]管子的散熱問題。第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一9.1概述三極管的工作狀態(tài)第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一9.2乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路一。電路組成及工作原理

當(dāng)輸入信號(hào)處于正半周時(shí)，T1管導(dǎo)電，有電流通過負(fù)載RL，方向由上到下，與假設(shè)方向相同。

當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，T2管導(dǎo)電，有電流通過負(fù)載RL，方向由下到上，與假設(shè)正方向相反。

于是兩個(gè)三極管一個(gè)正半周,一個(gè)負(fù)半周輪流導(dǎo)電，在負(fù)載上將正半周和負(fù)半周合成在一起，得到一個(gè)完整的不失真波形。第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一當(dāng)輸入信號(hào)足夠大，使Vim=Vom=Vcem=VCC-VCES≈VCC，Iom=Icm時(shí)，可獲得：二。參數(shù)計(jì)算1.輸出功率T1,T2工作在射極輸出器狀態(tài)，AV≈1。2.三極管的管耗PT對(duì)一只三極管:第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一3.電源功率PV

直流電源提供的功率包括負(fù)載得到的功率和T1,T2管消耗的功率兩部分。

當(dāng)輸出電壓幅度達(dá)到最大，即Vom≈VCC時(shí)，則得電源供給的最大功率為：4．效率η當(dāng)Vom=VCC

時(shí)效率最大，η=π/4=78.5％。第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一5.大功率三極管輸出特性曲線的分區(qū)

在大功率三極管的輸出特性中，除了與普通三極管一樣分有放大區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)外，從使用和安全角度還分有

三極管的極限工作區(qū)

過電流區(qū)是由最大允許集電極電流確定的，超過此值，β將明顯下降。

過電壓區(qū)由c、e間的擊穿電壓V(BR)CEO所決定。過損耗區(qū)由集電極功耗PCm所決定。過流區(qū)過壓區(qū)過損區(qū)第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一三。甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路

輸入信號(hào)很小時(shí)，達(dá)不到三極管的開啟電壓，三極管不導(dǎo)電。因此在正、負(fù)半周交替過零處會(huì)出現(xiàn)一些非線性失真，這個(gè)失真稱為交越失真。第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一動(dòng)畫17-3第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一解決交越失真的方法給三極管稍加一點(diǎn)偏置，使之工作在甲乙類。

利用三極管恒壓源提供偏置利用二極管提供偏置電壓第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一其它類型互補(bǔ)功率放大電路

除了雙電源的標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)功率放大電路外，還有一些其它類型的互補(bǔ)功率放大電路。

單電源互補(bǔ)功率放大電路 采用復(fù)合管的互補(bǔ)功率放大電路 集成功率放大器 BTL互補(bǔ)功率放大電路 雙通道功率放大電路第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一單電源互補(bǔ)功率放大電路

當(dāng)電路對(duì)稱時(shí)，輸出端的靜態(tài)電位等于VCC/2。為了使負(fù)載上僅獲得交流信號(hào)，用一個(gè)電容器串聯(lián)在負(fù)載與輸出端之間。這種功率放大電路稱為OTL互補(bǔ)功率放大電路。

電容器的容量由放大電路的下限頻率確定。

LLπ21fRC3第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一采用復(fù)合管的互補(bǔ)功率放大電路

當(dāng)輸出功率較大時(shí)，輸出級(jí)的推動(dòng)級(jí)，即末前級(jí)也應(yīng)該是一個(gè)功率放大級(jí)。此時(shí)往往采用復(fù)合管，復(fù)合管有四種形式。

復(fù)合管的極性由前面的一個(gè)三極管決定。由NPN-NPN或PNP-PNP復(fù)合而成一般稱為達(dá)林頓管。第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一9.3集成功率放大器

集成功率放大器廣泛用于音響、電視和小電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方面。集成功放是在集成運(yùn)算放大器的電壓互補(bǔ)輸出級(jí)后，加入互補(bǔ)功率輸出級(jí)而構(gòu)成的。大多數(shù)集成功率放大器實(shí)際上也就是一個(gè)具有直接耦合特點(diǎn)的運(yùn)算放大器。它的使用方法原則上與集成運(yùn)算放大器相同。

集成功放使用時(shí)不能超過規(guī)定的極限參數(shù)，極限參數(shù)主要有功耗和最大允許電源電壓。集成功放要加有足夠大的散熱器，保證在額定功耗下溫度不超過允許值。集成功放一般允許加上較高的工作電壓，但許多集成功放可以在低電壓下工作，適用于無交流供電的場合，此時(shí)集成功放電源電流較大，非線性失真也較大。第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一BTL互補(bǔ)功率放大電路

BTL互補(bǔ)功率放大電路由兩路功率放大電路和反相比例電路組合而成，負(fù)載接在兩輸出端之間。兩路功率放大電路的輸入信號(hào)是反相的，所以負(fù)載一端的電位升高時(shí)，另一端則降低，因此負(fù)載上獲得的信號(hào)電壓要增加一倍。BTL放大電路輸出功率較大，負(fù)載可以不接地。第十五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一雙通道功率放大電路

雙通道功率放大電路是用于立體聲音響設(shè)備的功率放大電路，一般有專門的集成功率放大器產(chǎn)品